(57)【要約】【課題】矢板を地中に打設するに際に、継手部の嵌合状態の測定誤差や測定不能を招くことがなく、正確な矢板継手部の離脱の発見、確認を簡潔に行なう方法を提供する【解決手段】 磁界を発生させる手段として、コイル１８を巻いた架橋導通体１９の両端部を、先行打設した矢板１０と後続打設の矢板１０の地上部に接続して、架橋導通体１９と矢板１０の継手部１１でループ状の導通体を形成し、コイル１８に通電することでループ状の導通体を通る磁束を発生させ、その磁束密度を測定しその結果を、継手部１１の正常嵌合時に測定した磁束密度と比較することで継手部１１の嵌合状態を確認することを特徴とする。【選択図】図 １
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
矢板の継手部が導通体で構成されており、前記継手部を嵌合させながら前記矢板を順次地中に打設するに際し、先行した矢板と後続の矢板との継手部を通るように磁界を発生させ、その磁束密度を測定することで前記継手部の嵌合状態を確認することを特徴とする矢板の嵌合確認方法。
【請求項２】
磁界を発生させる手段として、コイルを巻いた磁性コアの両端部を先行打設した矢板と後続打設の矢板の地上部に接続して、前記磁性コアと継手部でループ状の導通体を形成し、前記コイルに通電することで前記ループ状の導通体を通る磁束を発生させてその磁束密度を測定し、継手部の正常嵌合時に測定した磁束密度と比較することで継手部の嵌合状態を確認することを特徴とする請求項１記載の矢板の嵌合確認方法。
【請求項３】
請求項２において、コイルに通電する電流の大きさを変化させながら、その電流が変化した各時点において、予め測定された継手部正常嵌合時に形成されるループ状の導通体における磁束密度と、打設時の継手部嵌合により形成されるループ状の導通体における磁束密度を測定し比較することを特徴とする矢板の嵌合確認方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、矢板の継手を用いた嵌合確認方法に関するものである。  
【背景技術】
【０００２】
一般に、矢板（鋼矢板、鋼管矢板など）は、高剛性壁体を比較的短い施工期間で構築することができ、また、比較的止水性に優れていることから、地下構造物を建設する際の土留め壁や港湾・水域施設を建設する際の仮締切り等として広く使用されている。
【０００３】
その矢板に関して、鋼矢板を打設する途中、あるいは打設後に、何らかの理由で鋼矢板の継手部に過度な力が作用すると、継手部が離脱する問題が生じる。継手部離脱が打設途中で発見された場合は、打ち直し等を行なえば修正できるが、多くの場合、打設後相当の期間の後、背面の陥没などによって継手離脱が発見される。
【０００４】
岸壁等に矢板を用いる場合は、ダイバーあるいは水中カメラ等を用いて、継手部離脱の有無の確認を行なっている。また、発見された離脱部は、開口の大きさに合わせて、平鋼板や鋼管の半割り等を水中溶接し閉合する等の対策工事が必要となるが、その対策工事には多大な費用が必要である。
【０００５】
他方、陸上で遮水等を目的として矢板を打設する場合も、継手部の嵌合状況を確認することは困難な場合が多く、施工の状況によっては、嵌合が外れている可能性も否定できない。また、陸上の場合は、補修が困難で矢板の打ち直しを行なう必要があり、施工の手間と多大な費用が必要となる。
【０００６】
前記の問題の対策として、特開２００３−３３７４４（特許文献１）や特開２０００−１３６５２９（特許文献２）に開示の技術が提案されている。
【０００７】
特開２００３−３３７４４に開示の技術は、図５〜図７に示すように、先行して打設した矢板１の雄側継手部２に塩ビパイプを半割りしてなる小型の嵌合ピース３を着脱自在に嵌合させておき、この嵌合ピース３には地上に伸びるモニターワイヤー４の先端が連結してある。そして、後続の矢板１ａを打設する際に、その雌側継手部５の下端部６で前記嵌合ピース３を押し下げ、図６（ａ）に示すように雄側と雌側の継手部２、５の正常な嵌合で後続の矢板１ａが打設されているときは、前記嵌合ピース３と一緒にモニターワイヤー４が順次引下げられる。また、図６（ｂ）に示すように継手部の嵌合が外れると前記嵌合ピース３とモニターワイヤー４の引下げが止まる。したがって、地上でモニターワイヤー４の引下げ移動量を計測することにより、矢板１、１ａの打設中の継手部の外れを監視でき、継手部の嵌合の外れが発生した場合は、後続の矢板１ａの貫入を中止して引き抜き、再度貫入し確実な施工を行なう。
【０００８】
しかし、前記の方法では、矢板を下端まで正常に打設した場合、嵌合ピース３が矢板先端に残ることとなり、矢板先端部に欠陥をつくり水路等を生じさせる結果となる。また、矢板１ａの貫入移動量の計測は、モニターワイヤー４により行なわれるが、矢板長が長い場合、地盤抵抗や摩擦によりそのモニターワイヤー４が切れる可能性が高い。
【０００９】
特開２０００−１３６５２９に開示の技術は、継手部の嵌合状態を電気的に確認する方法であって、矢板継手部に導体を沿わせて、先行する矢板の導通体と打設後の矢板の導通体が矢板先端部で接続するような継手構造となっており、後続の矢板の打設完了時に通電し、その抵抗値を計測することで継手部の嵌合状態を確認する方法が提案されている。
【００１０】
しかし、前記の方法を実施する場合、地中には通電体である地下水が存在するため、矢板に沿わせた導通体が完全に外部と絶縁されていないと、漏電により正確な測定ができない。特に、この方法では、矢板先端部の両矢板の接触部は絶縁することが不可能なため、測定誤差が大きくなる。
【特許文献１】特開２００３−３３７４４号公報
【特許文献２】特開２０００−１３６５２９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
鋼矢板、鋼管矢板などの矢板は、高剛性壁体を構築できること、短い期間での施工や止水性が比較的優れていることから、地下構造物の土留め壁や港湾・水域施設の仮締切り等に広く使用されるが、鋼矢板を打設する途中、あるいは打設後における継手部離脱の問題がある。このこの問題を解決するべく提案された継手部離脱の発見、確認に方法に関し、第１の従来例では、測定途中で測定用紐の切断による測定不可能や測定誤差を生じて、矢板打設途中での確認不能に陥るおそれや矢板先端部に欠陥を作る問題があった。また、第２の従来例では、矢板の通電性を利用するが、地中には通電体である地下水が存在するため、絶縁が困難であり、かつ漏電により正確な測定ができないという問題があった。
【００１２】
本発明は、矢板を地中に打設するに際に、継手部の嵌合状態の測定誤差や測定不能を招くことがなく、継手部の離脱の発見、確認を正確にしかも簡潔な手段で行なえる矢板の嵌合確認方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
前記の目的を達成するため、本発明は、次のように構成する。
【００１４】
第１の発明は、矢板の継手部が導通体で構成されており、前記継手部を嵌合させながら前記矢板を順次地中に打設するに際し、先行した矢板と後続の矢板との継手部を通るように磁界を発生させ、その磁束密度を測定することで前記継手部の嵌合状態を確認することを特徴とする矢板の嵌合確認方法である。
【００１５】
第２の発明は、第１の発明における磁界発生手段として、コイルを巻いた磁性コアの両端部を先行打設した矢板と後続打設の矢板の地上部に接続して、前記磁性コアと継手部でループ状の導通体を形成し、前記コイルに通電することで前記ループ状の導通体を通る磁束を発生させてその磁束密度を測定し、継手部の正常嵌合時に測定した磁束密度と比較することで継手部の嵌合状態を確認することを特徴とする。
【００１６】
第３の発明は、第２の発明において、コイルに通電する電流の大きさを変化させながら、その電流が変化した各時点において、予め測定された継手部正常嵌合時に形成されるループ状の導通体における磁束密度と、打設時の継手部嵌合により形成されるループ状の導通体における磁束密度を測定し比較することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によると、先行矢板と後続矢板が地中の継手部で接続されていることを利用し、その内部を通る磁力線でループ状の磁界を作り、継手部嵌合状態の変化、つまり正常嵌合状態と一部又は全部の離脱状態により磁束密度が変化するため、その磁束密度の変化で嵌合状態を正確に確認することができる。また、本発明は磁束密度を測定して継手部の嵌合状態を確認するもので、従来のように矢板を流れる電流測定によらないので、矢板の絶縁や地下水による漏電対策が不要で確認手段を簡易にできる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
以下、本発明の実施形態を図を参照して説明する。
【００１９】
図１の説明に先立ち、図３、図４を説明する。図３は矢板の第１施工例を示し、矢板１０は直線鋼矢板あって、その継手部１１を互いに嵌合すると共に、嵌合部の隙間には水膨張止水材１２が充填されていて、継手部１１の止水性を向上させている。図３の継手部１１は、円弧状の凹部１３の両端に爪部１４と玉部１５が形成され、凹部１３に玉部１５を嵌合させ、この玉部１５と爪部１４によって相手側の玉部１５を離脱しないように挟持している。
【００２０】
図４は矢板１０の第２施工例を示し、この矢板１０はウエブ部１６とフランジ部１６を有し、断面が略Ｕ字形で座屈耐力を向上させた鋼矢板であって、その継手部１１を互いに嵌合して矢板壁を構成しており、嵌合部の隙間には水膨張止水材１２が充填されていて、継手部１１の止水性を向上させている。図４の継手部１１は、ほぼ鈎形状であって嵌合凹部の奥部より開口部の径が小さく、相対する継手の鈎部を前記凹部に上方から嵌合させたとき横方向に離脱しない継手構造とされている。
【００２１】
図３、図４の何れの矢板１０においても、継手部１１は先行して打設した矢板１０の継手に対して、後続の矢板１０を打設しながらその継手を上方から嵌合していくものであり、両継手の嵌合部は打設が適切であれば本来離脱しないはずであるが、現実には地盤の状況や打設方向の傾き、その他の理由で打設途中や打設後に継手部１１が離脱することがある。継手部１１が万一離脱した場合は、矢板壁の遮水性の低下や矢板壁の崩壊等の危険があり、この危険を回避するために継手部１１の嵌合確認は必ず必要である。
【００２２】
本発明は、前記の矢板における継手部１１の嵌合確認方法に係り、図１に示す方法で行なう。 
【００２３】
図１（ａ）は、先行矢板１０ａの継手９と後続矢板１０ｂの継手９ａが上端から下端まで正常に嵌合して地中１６に打設された継手部１１が正常に嵌合している状態を示す。図１（ｂ）は、先行矢板１０と後続矢板１０と継手部９、９ａは上端部のみが一部嵌合していて、下部は離脱している状態を示す。
【００２４】
また、図（ａ）、（ｂ）には、先行矢板１０と後続矢板１０ａの上部に、継手部１１の嵌合状態を確認する手段として磁束検出手段１７を取り付けた態様を示す。磁束検出手段１７は、コイル１９を巻回した磁性コア（以下、架橋導通体という）１９の両端を先行矢板１０と後続矢板１０ａの地上部にチャッキング手段で着脱自在に取り付けてある。コイル１８には電源２１が接続されていると共に、架橋導通体１９には接触型の磁束計２０のプローブ２２を軽く接触させてある。
【００２５】
図１（ａ）、（ｂ）において、架橋導通体１９と継手部１１はループ状の導通体を形成しているものとみなすことができ、したがって、コイル１８に通電することで架橋導通体１９と継手部１１を通るループ状の磁束を発生できる。この場合、図１（ａ）のように、継手部１１が上端から下端まで矢板の全長に渡り正常に嵌合しているときは、ループ状の導通体の磁気抵抗が小さく、発生する磁束は大きい。反対に、図１（ａ）のように、継手部１１が一部開いているときは、ループ状の導通体の磁気抵抗が大きくなり、発生する磁束は減少する。したがって、ループ状の導通体の一部である架橋導通体１９の磁束密度を磁束計２０で測定することで、継手部１１の嵌合状態が正常であるか否かを確認できる。
【００２６】
前記の測定原理は、次の磁性体と磁束の法則を利用している。 
磁束密度（Ｂ）と磁界（Ｈ）と電流（Ｉ）には、Ｂ＝μＨ/l＝μｎＩ/lの関係がある。
Φ=BS=μSNI/l=NI/(1/μ・l/S)=Vm/Rm
ここで、
Φ：磁束（Wb）
Ｂ：磁束密度（Ｗｂ／ｍ２）
Ｈ：磁界
μ：透磁率（Ｗｂ／Ａ・ｍ）
ｎ：単位当りのコイル巻き数（１／ｍ）
Ｉ：電流（Ａ）
Vm：起磁力(=NI)
Rm：磁気抵抗（=1/μ・1/S）
【００２７】
また、ループ状の導通体（環状鉄心など）に コイルをｎ回巻いて電流Ｉを流した場合、電流が一方向に流れると、右ねじの法則で導通体の中にΦの磁束が発生し、導通体の断面積Ｓとすれば、磁束Φの密度Φ／Ｓが、磁束密度Ｂに等しい。この磁気抵抗Rmと磁束密度Ｂの関係を本発明は利用している。
【００２８】
矢板継手部の嵌合状態の測定手順を具体的に説明すると、予め、継手部１１の正常な嵌合状態において、コイル１８に流す電流の大きさを変化させ、その各時点での磁束密度を計測してその関係を図２のグラフに実線２３で示すように表示して、これを正常（基準）磁束密度とする。なお、正常（基準）磁束密度にも許容範囲の誤差があるので、それも予め測定してその磁束密度を許容誤差の範囲として一点鎖線２４で表示する。
【００２９】
前記の磁束密度を確認したうえ、実際に矢板１０、１０ａを地中１６に打設するに際し、打設の途中と任意の時点、又は打設終了時点等において、前記と同様にコイル１８に電流を流し、さらに電流の大きさを変化させて、そのときの磁束密度を磁束計２０で読み取る。このとき磁束計２０が示す磁束密度と電流の大きさの関係が、前記グラフの実線２３と、許容誤差の範囲として示す一点鎖線２４の範囲（イ）内にあれば、先行と後続の矢板１０、１０ａの継手部１１は上端から下端まで正常に嵌合していることであり、この範囲（イ）を外れた右側の範囲（ロ）で磁束密度の値が計測されることにより、継手部１１は上端から下端までの間において、継手部の嵌合が外れている、つまり不正常な嵌合状態であることが確認できる。
【００３０】
なお、磁束計２０は、市販の直接接触型の磁束計（例えば、（株）佐藤商事の商品名テスラメータ磁束密度計ＴＭ−６０１）を用いて、そのプローブ２２の先端を測定対象物である架橋導通体１９に軽く接触させて表示値をアナログ又はデジタル的に読み取ることができる。
【００３１】
以上のように本実施形態によると、磁束密度を計測して矢板継手の嵌合部の正常な嵌合状態を容易かつ正確に測定でき、電流の抵抗等によらないから地中での漏電対策なども不要となる。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】（ａ）は、継手部が正常に嵌合した矢板における継手部の嵌合確認をしている状態の説明図、（ｂ）は、継手部が離脱した矢板における継手部の嵌合確認をしている状態の説明図である。
【図２】予め測定した継手部の正常な嵌合状態での電流と磁束密度の変化と、矢板の打設時における継手部の嵌合状態での電流と磁束密度の変化を示すグラフである。
【図３】本発明方法の適用対象である矢板壁の第１施工例の斜視図である。
【図４】本発明方法の適用対象である矢板壁の第２施工例の斜視図である。
【図５】（ａ）、（ｂ）、（ｃ）は、従来の矢板の嵌合確認方法に用いる嵌合ピースの使用する形態を示す斜視図である。
【図６】（ａ）、（ｂ）は、図６の嵌合ピースが嵌合された矢板下部の継手部の正常な嵌合状態と離脱した状態の部分説明図である。
【符号の説明】
【００３３】
１  先行矢板
１ａ 後続矢板  
２  雄側継手
３  嵌合ピース
４  モニターワイヤー
５  雌側継手
６  継手下端部
９  継手
９ａ  継手   
１０  先行矢板
１０ａ  後続矢板
１１  継手部
１２  水膨張止水材
１３  凹部 
１４  爪部
１５  玉部
１６  地中
１７  磁束検出手段
１８  コイル
１９  架橋導通体（磁性コア）
２０  磁束計
２１  電源
２２  プローブ
２３  実線
２４  一点鎖線
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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